SENSORES EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA
“La ciencia instrumental o de las máquinas, es nobilísima, y útil más que todas las otras;
por su mediación todos los cuerpos animados, capaces de movimiento, realizan sus
operaciones. Esos movimientos nacen del centro de gravedad colocado entre pesos
desiguales, y estos cuerpos poseen pobreza o riqueza de músculos y palancas y
contrapalancas.”
Leonardo Da Vinci
Con el siguiente escrito buscaremos dar un vistazo a algunos de los implementos tales como los
sensores usados en la industria de alimentos, una idea básica de su funcionamiento, importancia y
clasificación como método para interesar a los estudiantes en su uso, investigación y maximización
en el medio. A su vez que tomaremos como punto de partida el sensor de temperatura y su
importancia como control de los procesos y el efecto que la misma tiene en la calidad y manejo en
esta industria.
Durante el proceso evolutivo humano, se ha evocado al uso de elementos que le permitieran
controlar, medir y cuantificar todos los aspectos en los cuales se encuentra involucrado, siendo una
de las primeras herramientas usadas el reloj. A medida que se crean nuevas tecnologías en los
procesos se va requiriendo el desarrollo de dispositivos capaces de controlar sistemas de producción
cada vez complejos, desarrollando el control automático de procesos; el cual es parte del progreso
industrial formado durante lo que se conoce como la segunda revolución industrial. ( Harper, 2000).
El uso continuo de la automatización es producto de una evolución que es consecuencia del uso
difundido de las técnicas de medición y control, basados en dispositivos capaces de adquirir y
transmitir información relacionada con el proceso de producción; esta adquisición requiere la
realización de una medida que implica el aprovechamiento y recolección de información por un
elemento sensor o transductor, siendo la diferencia entre un sensor y un transductor, es que el sensor
siempre se encuentra en contacto directo con las variables a medir o controlar. ( Acedo Sánchez,
2006)
En primer uso del control automático en la industria parece haber sido el regulador centrífugo de la
máquina de vapor de Watt en el año 1775 aproximadamente. Este aparato fue utilizado para regular
la velocidad de la máquina manipulando el caudal de vapor por medio de una válvula.
La gran cantidad de sensores y tipos para procesos diferentes, ha llevado a cubrir todas las áreas
donde es necesario medir, controlar, rectificar o transmitir una señal para mantener un control en un
proceso, para que este se realice de forma simple y eficiente.
Antes de indagar en los diferentes procesos en los cuales intervienen es necesario conocer un poco
las definiciones y términos usados.
TIPOS DE SENSORES
TRANSDUCTORES
Un transductor, en general, es un dispositivo que convierte una señal física en otra señal de
diferente tipo de energía con cierta relación matemática entre ellas. En la transducción siempre se
extrae una cierta energía del sistema donde se mide, por lo que es importante garantizar que esto no
lo perturbe. Hay seis tipos de señales diferentes: mecánicas, térmicas, magnéticas, eléctricas,
ópticas y moleculares o químicas ( Riu Costa, Rossell Ferrer, & Ram, 1996).
SENSOR
Un sensor es un aparato capaz de transformar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de
instrumentación, en magnitudes eléctricas. Puede decirse también que es un dispositivo que
aprovecha una de sus propiedades con el fin de adaptar la señal que mide para que la pueda
interpretar otro dispositivo. Las variables que más comunes que podemos hallar en la industria
pueden ser desde la temperatura, nivel, presión, fuerza, longitud, ángulo de giro; hasta variables
más complejas como las utilizadas para la detección de radiación y conductividad ( Riu Costa,
Rossell Ferrer, & Ram, 1996).
DE TEMPERATURA: Son más sencillos ya que actúan sobre un interruptor miniatura y en
general, éstos son de dos tipos: Sistemas de Dilatación de un fluido y Bimetálicos. Los
primeros actúan al dilatarse el líquido o el gas contenido dentro de un capilar y, los
segundos actúan directamente el interruptor mediante el efecto de diferencia de dilataciones
de tiras de dos metales diferentes ( Riu Costa, Rossell Ferrer, & Ram, 1996).
DE NIVEL: Los sensores de nivel en su mayoría trabajan indirectamente sensando la
posición de un flotador mediante un sensor inductivo o un interruptor del tipo de canilla
("reed") y un imán permanente ( Riu Costa, Rossell Ferrer, & Ram, 1996).
DE FLUJO. Los sensores de flujo más usuales comprenden de una pequeña turbina que gira
dentro del fluido a sensar, y, de un sensor del tipo inductivo que sensa el número de
revoluciones de los álabes de la turbina, o, en otro tipo, la señal es tomada de un taco
generador acoplado directamente a la turbina ( Riu Costa, Rossell Ferrer, & Ram, 1996).
DE PRESION: Los sensores de presión sofisticados funcionan a base de celdas de carga y
de sus respectivos amplificadores electrónicos, y se basan en el conocido puente de
Wheatstone, donde una de sus piernas está ocupada por el sensor. Este sensor es
básicamente una resistencia variable en un sustrato que puede ser deformado, y lo cual
ocasiona el cambio en el valor de la mencionada resistencia ( Riu Costa, Rossell Ferrer, &
Ram, 1996).
EN LA INDUSTRIA
Los sensores más utilizados en la industria alimentaria, son aquellos en los cuales la interferencia o
el contacto directo con el producto es mínimo, esto con el fin de evitar la contaminación ya sea por
presencia de elementos metálicos o por la generación de microorganismos; esto debido a las
regulaciones existentes en este momento, lo que implica que aquellas variables relacionadas con el
producto deben medirse de manera paralela o relacionada con otras de fácil acceso; convirtiendo el
estudio y desarrollo de estas tecnologías en un punto de partida para el mejoramiento del control y
procesamiento de datos a nivel industrial. Uno de los logros más destacados es la generación de
equipos electrónicos, basados en el desarrollo artificial de órganos sensitivos capaces de captar una
serie amplia de estímulos y fenómenos de la naturaleza; dando como fin principal el uso en la
selección, clasificación, transformación y producción de alimentos con una amplia calidad; estos
varían desde la medición de temperatura, calidad de los alimentos, contaminantes e impurezas.
Se dispone de una gran variedad de sensores de temperatura para realizar las mediciones; con el fin
de seleccionar el mejor, para cada aplicación, se deben tener en cuenta varios factores: temperatura
máxima, rango de temperatura a medir, exactitud, velocidad de respuesta, costo y/o requerimiento
de mantenimiento.
En el caso tratado, para los sensores de temperatura proveen información sobre las condiciones en
la cuales es óptima la calidad y en especial se evita la generación de efectos no deseados como el
cambio de contextura por enfriamiento o la generación de microorganismos, los cuales sólo pueden
multiplicarse en un rango específico de temperatura. Por encima o por debajo de ese rango, la
multiplicación no se efectúa. A bajas temperaturas (menos de 7 ºC) el desarrollo bacteriológico
disminuye. La división se produce en intervalos considerablemente largos. A temperaturas muy
bajas (-18 ºC) los microorganismos no pueden ya dividirse. Los gérmenes están en un estado de
“latencia”. Lo que conlleva a la contaminación del producto final.
CONCLUSIONES
Esto logra mejorar el funcionamiento de los procesos, debido a que los dispositivos electrónicos
permiten esta captación con mayor precisión y eficiencia a la hora de dar información para la toma
de decisiones, a comparación de los métodos utilizados en la industria anteriormente, además que se
basan en parámetros previamente establecidos por el operario, evitando así las pérdidas de tiempo y
material (materia prima).
Se acrecienta la calidad y productividad de la empresa, ya que el producto tiene las mismas
características físicas, no se ve afectado por la temperatura ya que se encuentra controlada, el
proceso tiene la misma duración y los envases llevan la misma cantidad de producto.
La inocuidad del alimento está avalada dado la barrera presente entre el sensor y el producto.
Trabajos citados
Acedo Sánchez, J. (2006). Instrumentación y control básico de procesos. Ediciones Díaz de Santos,
S.A.
Harper, G. (2000). El abc de la instrumentacion en el control de procesos Industriales. Editorial
Limusa.
Riu Costa, P., Rossell Ferrer, J., & Ram, J. (1996). Sistemas de Instrumentación. Univ. Politèc. de
Catalunya,.
Diaz Murillo, R. (1999). Laboratorio de instrumentación y control. IPN, Dirección de
Publicaciones y Materiales Educativos.
Sánchez Vega, E. (1998). Manual de instrumentación y control de procesos. Alción.

Ensayo

  • 1.
    SENSORES EN LAINDUSTRIA ALIMENTARIA “La ciencia instrumental o de las máquinas, es nobilísima, y útil más que todas las otras; por su mediación todos los cuerpos animados, capaces de movimiento, realizan sus operaciones. Esos movimientos nacen del centro de gravedad colocado entre pesos desiguales, y estos cuerpos poseen pobreza o riqueza de músculos y palancas y contrapalancas.” Leonardo Da Vinci Con el siguiente escrito buscaremos dar un vistazo a algunos de los implementos tales como los sensores usados en la industria de alimentos, una idea básica de su funcionamiento, importancia y clasificación como método para interesar a los estudiantes en su uso, investigación y maximización en el medio. A su vez que tomaremos como punto de partida el sensor de temperatura y su importancia como control de los procesos y el efecto que la misma tiene en la calidad y manejo en esta industria. Durante el proceso evolutivo humano, se ha evocado al uso de elementos que le permitieran controlar, medir y cuantificar todos los aspectos en los cuales se encuentra involucrado, siendo una de las primeras herramientas usadas el reloj. A medida que se crean nuevas tecnologías en los procesos se va requiriendo el desarrollo de dispositivos capaces de controlar sistemas de producción cada vez complejos, desarrollando el control automático de procesos; el cual es parte del progreso industrial formado durante lo que se conoce como la segunda revolución industrial. ( Harper, 2000). El uso continuo de la automatización es producto de una evolución que es consecuencia del uso difundido de las técnicas de medición y control, basados en dispositivos capaces de adquirir y transmitir información relacionada con el proceso de producción; esta adquisición requiere la realización de una medida que implica el aprovechamiento y recolección de información por un elemento sensor o transductor, siendo la diferencia entre un sensor y un transductor, es que el sensor siempre se encuentra en contacto directo con las variables a medir o controlar. ( Acedo Sánchez, 2006) En primer uso del control automático en la industria parece haber sido el regulador centrífugo de la máquina de vapor de Watt en el año 1775 aproximadamente. Este aparato fue utilizado para regular la velocidad de la máquina manipulando el caudal de vapor por medio de una válvula.
  • 2.
    La gran cantidadde sensores y tipos para procesos diferentes, ha llevado a cubrir todas las áreas donde es necesario medir, controlar, rectificar o transmitir una señal para mantener un control en un proceso, para que este se realice de forma simple y eficiente. Antes de indagar en los diferentes procesos en los cuales intervienen es necesario conocer un poco las definiciones y términos usados. TIPOS DE SENSORES TRANSDUCTORES Un transductor, en general, es un dispositivo que convierte una señal física en otra señal de diferente tipo de energía con cierta relación matemática entre ellas. En la transducción siempre se extrae una cierta energía del sistema donde se mide, por lo que es importante garantizar que esto no lo perturbe. Hay seis tipos de señales diferentes: mecánicas, térmicas, magnéticas, eléctricas, ópticas y moleculares o químicas ( Riu Costa, Rossell Ferrer, & Ram, 1996). SENSOR Un sensor es un aparato capaz de transformar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, en magnitudes eléctricas. Puede decirse también que es un dispositivo que aprovecha una de sus propiedades con el fin de adaptar la señal que mide para que la pueda interpretar otro dispositivo. Las variables que más comunes que podemos hallar en la industria pueden ser desde la temperatura, nivel, presión, fuerza, longitud, ángulo de giro; hasta variables más complejas como las utilizadas para la detección de radiación y conductividad ( Riu Costa, Rossell Ferrer, & Ram, 1996). DE TEMPERATURA: Son más sencillos ya que actúan sobre un interruptor miniatura y en general, éstos son de dos tipos: Sistemas de Dilatación de un fluido y Bimetálicos. Los primeros actúan al dilatarse el líquido o el gas contenido dentro de un capilar y, los segundos actúan directamente el interruptor mediante el efecto de diferencia de dilataciones de tiras de dos metales diferentes ( Riu Costa, Rossell Ferrer, & Ram, 1996). DE NIVEL: Los sensores de nivel en su mayoría trabajan indirectamente sensando la posición de un flotador mediante un sensor inductivo o un interruptor del tipo de canilla ("reed") y un imán permanente ( Riu Costa, Rossell Ferrer, & Ram, 1996).
  • 3.
    DE FLUJO. Lossensores de flujo más usuales comprenden de una pequeña turbina que gira dentro del fluido a sensar, y, de un sensor del tipo inductivo que sensa el número de revoluciones de los álabes de la turbina, o, en otro tipo, la señal es tomada de un taco generador acoplado directamente a la turbina ( Riu Costa, Rossell Ferrer, & Ram, 1996). DE PRESION: Los sensores de presión sofisticados funcionan a base de celdas de carga y de sus respectivos amplificadores electrónicos, y se basan en el conocido puente de Wheatstone, donde una de sus piernas está ocupada por el sensor. Este sensor es básicamente una resistencia variable en un sustrato que puede ser deformado, y lo cual ocasiona el cambio en el valor de la mencionada resistencia ( Riu Costa, Rossell Ferrer, & Ram, 1996). EN LA INDUSTRIA Los sensores más utilizados en la industria alimentaria, son aquellos en los cuales la interferencia o el contacto directo con el producto es mínimo, esto con el fin de evitar la contaminación ya sea por presencia de elementos metálicos o por la generación de microorganismos; esto debido a las regulaciones existentes en este momento, lo que implica que aquellas variables relacionadas con el producto deben medirse de manera paralela o relacionada con otras de fácil acceso; convirtiendo el estudio y desarrollo de estas tecnologías en un punto de partida para el mejoramiento del control y procesamiento de datos a nivel industrial. Uno de los logros más destacados es la generación de equipos electrónicos, basados en el desarrollo artificial de órganos sensitivos capaces de captar una serie amplia de estímulos y fenómenos de la naturaleza; dando como fin principal el uso en la selección, clasificación, transformación y producción de alimentos con una amplia calidad; estos varían desde la medición de temperatura, calidad de los alimentos, contaminantes e impurezas. Se dispone de una gran variedad de sensores de temperatura para realizar las mediciones; con el fin de seleccionar el mejor, para cada aplicación, se deben tener en cuenta varios factores: temperatura máxima, rango de temperatura a medir, exactitud, velocidad de respuesta, costo y/o requerimiento de mantenimiento. En el caso tratado, para los sensores de temperatura proveen información sobre las condiciones en la cuales es óptima la calidad y en especial se evita la generación de efectos no deseados como el cambio de contextura por enfriamiento o la generación de microorganismos, los cuales sólo pueden multiplicarse en un rango específico de temperatura. Por encima o por debajo de ese rango, la multiplicación no se efectúa. A bajas temperaturas (menos de 7 ºC) el desarrollo bacteriológico disminuye. La división se produce en intervalos considerablemente largos. A temperaturas muy bajas (-18 ºC) los microorganismos no pueden ya dividirse. Los gérmenes están en un estado de “latencia”. Lo que conlleva a la contaminación del producto final.
  • 4.
    CONCLUSIONES Esto logra mejorarel funcionamiento de los procesos, debido a que los dispositivos electrónicos permiten esta captación con mayor precisión y eficiencia a la hora de dar información para la toma de decisiones, a comparación de los métodos utilizados en la industria anteriormente, además que se basan en parámetros previamente establecidos por el operario, evitando así las pérdidas de tiempo y material (materia prima). Se acrecienta la calidad y productividad de la empresa, ya que el producto tiene las mismas características físicas, no se ve afectado por la temperatura ya que se encuentra controlada, el proceso tiene la misma duración y los envases llevan la misma cantidad de producto. La inocuidad del alimento está avalada dado la barrera presente entre el sensor y el producto.
  • 5.
    Trabajos citados Acedo Sánchez,J. (2006). Instrumentación y control básico de procesos. Ediciones Díaz de Santos, S.A. Harper, G. (2000). El abc de la instrumentacion en el control de procesos Industriales. Editorial Limusa. Riu Costa, P., Rossell Ferrer, J., & Ram, J. (1996). Sistemas de Instrumentación. Univ. Politèc. de Catalunya,. Diaz Murillo, R. (1999). Laboratorio de instrumentación y control. IPN, Dirección de Publicaciones y Materiales Educativos. Sánchez Vega, E. (1998). Manual de instrumentación y control de procesos. Alción.